Quando as seguintes reações atingem o equilíbrio, a mistura no equilíbrio contém, principalmente, reagentes ou produtos?
Passo 1
O enunciado dá a reação e pede que decidamos se, no equilíbrio, a mistura contém principalmente reagentes ou produtos. Dados extraídos do enunciado:
- Reação:
. - Constante de equilíbrio em pressões:
.
A pergunta é: quando o sistema alcança o equilíbrio, a mistura contém principalmente reagentes (e ) ou principalmente produtos ( )?
Passo 2
O que é
e como escrevê-lo para esta reação.
-
é a constante de equilíbrio expressa em termos de pressões parciais dos gases, calculada a uma temperatura fixa. - Para a reação dada, a expressão de
segue os coeficientes estequiométricos como expoentes:
onde
,
e
são as pressões parciais desses gases no equilíbrio (todas na mesma unidade).
Passo 3
Como interpretar numericamente
.
- Se
(muito maior que 1), a razão entre produtos e reagentes no equilíbrio é grande, ou seja, a concentração (ou pressão parcial) dos produtos é muito maior: o equilíbrio favorece os produtos (desloca-se para a direita). - Se
(muito menor que 1), o equilíbrio favorece os reagentes (desloca-se para a esquerda). - Se
, existe mistura apreciável de ambos no equilíbrio.
Essa interpretação vem direto da forma da expressão de: grande implica numerador (produtos) grande em relação ao denominador (reagentes).
Passo 4
Aplicando ao valor numérico dado.
- Aqui
. Esse é um valor enorme (ordem de grandeza ), muito, muito maior que 1. - Portanto, para satisfazer a igualdade
é necessário que as pressões parciais de produto
sejam muito maiores (em relação às dos reagentes) no equilíbrio. Em termos práticos isso significa que a maior parte da matéria estará no lado direito da reação, como
.
Passo 5
Intuição adicional (sem contar números iniciais específicos).
- Mesmo se começar com apenas reagentes e nenhuma
, a reação tenderá fortemente a avançar até consumir grande parte dos reagentes, porque o equilíbrio favorece fortemente a formação de . - Em linguagem de prova: um
tão grande indica que a posição de equilíbrio está deslocada para a direita — “equilíbrio favorece produtos”.
Resposta
Principalmente produtos: a mistura no equilíbrio contém principalmente
.